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Análise de Resultados dos Experimentos - Monitoramento de Sinais Vitais em Edge Computing

Resumo Comparativo

Métrica Cenário 1Cenário 2Cenário 3
Transmissões 6,726,598567,108214,505
Dados Brutos (MB) 353.96366.61358.16
Dados Comprimidos (MB) 353.9695.1265.41
Compressão Total (%) 0.0%74.1%81.7%
PRD Média (%) 0.0000%3.8911%1.2114%
↳ PRD Risco Alto (%) 0.0000% (n=0)0.4330% (n=216,060)0.6053% (n=194,274)
↳ PRD Risco Moderado (%) 0.0000% (n=0)1.1197% (n=44,859)1.2545% (n=6,046)
↳ PRD Risco Baixo (%) 0.0000% (n=0)6.4011% (n=92,293)8.4899% (n=4,205)
↳ PRD Risco Mínimo (%) 0.0000% (n=0)6.8824% (n=213,896)9.9169% (n=9,980)
Latência Média (ms) 1380.4 ± 245.51271.2 ± 140.81182.5 ± 78.0
↳ Latência Risco Alto (ms) 1313.2 (n=36,863)1228.9 (n=20,858)1172.3 (n=28,930)
↳ Latência Risco Moderado (ms) 1538.6 (n=4,292)1372.8 (n=4,849)1208.8 (n=3,269)
↳ Latência Risco Baixo (ms) 1558.1 (n=2,817)1317.0 (n=2,907)1229.5 (n=1,320)
↳ Latência Risco Mínimo (ms) 1809.4 (n=3,022)1423.2 (n=1,686)1284.9 (n=1,434)
CPU Média (%) 0.2%0.2%0.2%
Memória Média (MB) 89.087.587.9

* n = número de amostras coletadas para cálculo da métrica

Comparativo de Transmissões e Volume

Taxa de Compressão

Latência de Transmissão

Distorção do Sinal (PRD)

Uso de CPU

Uso de Memória

Evolução do Risco dos Pacientes (Cenário 3)

Evolução do Intervalo de Coleta (Algoritmos 2 e 3)

Backoff Exponencial (Alg. 2)Vigilância Contínua (Alg. 3)Mudança de Risco

Algoritmo 2 (Backoff Exponencial): Após K=3 leituras estáveis (|v - vúlt| ≤ ε), o intervalo de coleta dobra até ICmax.

Algoritmo 3 (Vigilância Contínua): Quando |v - vúlt| > ε, detecta variação anômala e reseta o intervalo para ICbase.

Mudança de Risco: Quando o NEWS2 muda o nível de risco, os intervalos são resetados para os valores do novo nível.

Frequência Cardíaca (HR)

Saturação de Oxigênio (SpO2)

Comparativo Fog & Cloud por Cenário

Métricas Fog

Cenário Latência Processamento (ms) Latência Forward (ms)

Métricas Cloud

Cenário Items Armazenados Operações INSERT Latência INSERT (ms)

Economia vs Baseline

Cenário Redução Items Cloud Melhoria Latência Forward

Explicação das Métricas Calculadas

Latência Processamento (ms)

Definição: Tempo decorrido na camada Fog para descompactar um batch, calcular o escore NEWS2 e validar os sinais vitais.

Cálculo: Timestamp de saída da descompactação - Timestamp de entrada do batch (em milissegundos).

Relevância: Impacto direto na responsividade do sistema para detecção de eventos críticos.

Latência Forward (ms)

Definição: Tempo total para encaminhar dados comprimidos da Fog para a Cloud, incluindo transmissão de rede.

Cálculo: Timestamp de envio da Fog - Timestamp de recepção confirmada pela Cloud (em milissegundos).

Relevância: Mede efetivamente como a compressão e adaptação reduzem a sobrecarga de rede.

Redução Items Cloud (%)

Definição: Percentual de redução no volume de pontos de dados armazenados na Cloud em relação ao baseline (Cenário 1).

Cálculo: (1 - Items_Cenário_N / Items_Baseline) × 100%

Relevância: Demonstra economia de armazenamento e redução de operações I/O no banco de dados.

Melhoria Latência Forward (%)

Definição: Percentual de redução na latência de encaminhamento Fog→Cloud em relação ao baseline.

Cálculo: (1 - LatFwd_Cenário_N / LatFwd_Baseline) × 100%

Relevância: Impacto da compressão adaptativa na redução do tempo de transmissão.

Compressão (%)

Definição: Razão de compressão média em relação aos dados brutos.

Cálculo: (1 - Bytes_Comprimidos / Bytes_Brutos) × 100%

Relevância: Efetividade do algoritmo de compressão (SDT + Huffman/LZW).

Distorção Percentual (PRD, %)

Definição: Erro relativo introduzido pela compressão em relação aos valores originais.

Cálculo: √(Σ(valor_original - valor_reconstruído)² / Σ(valor_original)²) × 100%

Relevância: Valida qualidade do sinal após descompactação (< 2% para uso clínico).

Latência Média (ms)

Definição: Tempo de ida e volta (round-trip) entre o envio de um batch pelo Edge e o recebimento da resposta da Fog com os escores NEWS2.

Cálculo: Timestamp de recebimento da resposta - Timestamp de início do envio (em milissegundos).

Relevância: Mede o tempo total do ciclo de feedback, desde a transmissão até o recebimento do risco atualizado para ajuste dinâmico.

Notas de Cálculo:
  • Cenário 1: Sem compressão, coleta em intervalos fixos de 1s. Todos os valores = 0% de economia.
  • Cenário 2: Compressão fixa com SDT (t=5s) + Huffman, intervalos de coleta estáticos de 15s.
  • Cenário 3: Compressão adaptativa com algoritmos de backoff exponencial e vigilância contínua, intervalos dinâmicos por nível de risco.
  • Agregação: Todas as métricas são médias ponderadas sobre todos os pacientes e dispositivos Edge durante todo o período de experimento.
  • Baseline para Comparação: O Cenário 1 serve como referência (100% de dados brutos, latência máxima).
Gerado em: 2026-01-28 11:23:11